STEM教育理念下互联网+教学模式实践与思考

邓海波

摘要：互联网+是一种现代化教学技术，广受教师关注。随着互联网+和初中科学的融合发展，取得不错的教学效果，但如何构建初中科学智慧课堂，仅仅互联网+还不够，STEM教育的渗透开阔了初中科学教改空间。将STEM教育理念融入互联网+初中科学课堂，构建STEM教育理念下互联网+教学模式，应用于初中科学课堂进行验证，有效培养学生科学案养。

关键词：STEM教育;互联网+;初中科学

在教育部发布的《教育信息化“十三五”规划》中明确提出：“积极利用信息技术手段开展STEM教育等创新型教学模式”。由此可见，互联网+成为STEM科学教育的一种新形式，互联网+STEM教育是有效的教学手段，构建STEM教育理念下互联网+教学模式，对初中科学创新教学有重要意义。在初中科学教学中，采用互联网+手段，学生课前更加有效扎实地自主学习，课堂中具备完善的STEM项目实验条件，优化课堂教学，释放更多时间让学生学以致用，解决实际问题，这就是STEM教育理念下互联网+教学模式的精华。

一、STEM教育理念下互联网+教学模式构建

STEM教育理念引领初中科学教改大方向，强调初中科学和其他学科知识的关联性，讲究从系统、整体来分析研究科学知识，实现初中科学教学深层统整。STEM教育所具有的动态性和开放性，使得初中科学STEM教育呈现出开放性实践场所和现实意义科学内容，为学生提供科学探究教学。 STEM教育的回归性，要求初中科学重新审视学生作为教学活动主体的问题，从学生实际出发进行教学改革;STEM教育的实践性，强调初中科学知识的深层理解和实际应用，让学生真正理解科学活动过程，加强科学探究实践，培养学生科学探究精神;STEM教育的实践性，提出初中科学教学应具有针对性，能有效提高学生科学案养。

初中科学STEM教育是以科学实验的探究教学为载体，让学生掌握科学探究和应用等学习方法，促进学生科学案养的养成。教师需要从学生实际出发，创设科学探究情境，更关注学生的科学探究过程。采用互联网+初中科学STEM教育教学模式，利用互联网+技术弥补科学实验的条件限制，将课堂教学和互联网高度整合，为学生提供无边界的科学学习空间，呈现以学生为中心的教学，让学生课前课后应用互联网+查询信息、交流沟通和解决问题，优化初中科学课堂教学，为初中科学教改提供一种全新模式。

课上阶段包括教师的教学分析和学习资源设计，以及学生课前自习反馈，并依据学生学习情况划分小组。学生是初中科学教学主体，教师在课前需要在认真研读教材，融合多学科课程，整合科学教学目标和内容的基础上，对学生情况进行个性解读，在明确STEM教育跨学科知识关联基础上，让科学教学具体化。教师在课前设计学习资源，遵循STEM教育的趣味性和互联网+个性化特征，将科学知识融入有趣的实际项目中，有效吸引学生注意力，提高学生课前自习质量。STEM教育理念下互联网+初中科学教学模式中，教师关注学生课前学习能力，促进学生自主构建科学知识体系，学生自主下载学习资源，反复练习科学知识和技能，并记录困惑难点，教师在线促进学生交流，更直接了解学情，并结合学生实际情况划分小组。

课上阶段包括情境导入、疑难解答、小组合作探究、作品成果和全面评价。教师结合科学教学目标和内容，引入实际项目，创设问题情境，以问题为驱动，学生调动多学科知识进行合作探究，尝试自主探究解决问题。教师针对学生探究过程中出现的共性问题进行重点讲解，并加强个性问题的针对性辅导。学生独立探究无法解决的问题，加强小组合作探究，教师认真观察学生表现，并相机指导，促进学生在探究中相互学习、沟通交流，成功解决问题，形成最终作品成果。教师针对成果进行过程性评价和总结性评价，学生进行自评、互评，共享学习成果，吸纳消化他人建议。

课下阶段包括总结巩固和反思提高。学生在课下结合所学科学知识进行实践练习，结合教师评价和学生互评，对作品成果进行完善，学以致用，巩固所学。教师利用互联网+技术对整个教学活动进行反思总结，针对不足之处进行优化改善，为后续教学奠定基础。

二、STEM教育理念下互联网+教学模式在初中科学课堂实践：“水的浮力”

（一）教学分析

1.学情分析

初中生有着强烈的好奇心，对新知识有求知欲，思维处于形象思维到抽象思维的过渡期，具有一定的观察力和分析力，并且他们基本掌握了计算机使用技能，可以在课前、课下自主使用互联网技术下载学习资源，因此在初中科学STEM教育理念下实施互联网+教学有利于增强学生的科学体验性，促使他们构建科学知识。生活中学生熟悉水有浮力这一生活现象，没有从科学的角度进行系统学习。

2.教学目标

根据“水的浮力”三维目标，融合互联网+、STEM教育理念，从知识与技能、過程与方法、情感态度与价值观三维来制定“水的浮力”教学目标。

（1）知识与技能：科学：掌握浮力的概念;技术：明确水的浮力实验操作技术;工程：能够对水的浮力项目进行科学规划;数学：掌握弹簧测力计读数规则和方法。

（2）过程与方法：科学：通过浮力实验掌握分析浮力产生的原因;技术：通过控制实验变量，掌握实验操作技术;工程：结合实际项目问题，创设水的浮力情境，促进工程项目问题的解决;数学：通过浮力实验操作弹簧测力计，并计量读数以及不同液体排水量的比例。

（3）情感态度与价值观：科学：体验实验探究成就感;技术：各小组扮演了影响浮力因素的各变量角色，实验操作每一步都体现了技术，是STEM教育理念中情境和合作的体现;工程：结合实际项目向题，创设水的浮力情境，激发学生科学实验探究兴趣;数学：弹簧测力计对浮力大小的测量，增强学生数学案养，促进学生对科.学概念的理解和科学实验的探究。

3.教学内容

“水的浮力”通过探究产生浮力的原因，掌握阿基米德原理，为学习物体的沉浮奠定基础。但是本节内容比较抽象，初中生理解有难度，结合浮力在日常生活、科学研究和生产技术方面应用的现实意义，在教学中以STEM教育理念为指导，将所学运用于解决实际问题。因此，STEM教育理念下互联网+教学模式的运用，通过对浮力实验项目的设计，通过多媒体和实验，借助多媒体和实验的形象性和直观性，依托感性认识，帮助学生深刻理解和掌握，培养学生科学案养。

（二）学习资源设计

整理关于水的浮力相关实验视频，作为教学视频，如科学小实验一水的浮力，胖子和瘦子同时漂在水上，谁的浮力会更大？怎么跟想象中不一样？水中漂浮动作教程，了解水的浮力，克服恐惧心理，采用视频资源的方法，结合生活中常见现象和问题，直观形象地将水的浮力问题抛出来，学生在课前轻松高效自学。

综合STEM教育理念和互联网十，结合水的浮力设计学习任务单，以实际项目来创设问题情境，利用跨学科知识和互联网学习资源，完成学习任务。学生学习任务单设计如下：

学习目标：认识物体在水中受到水的浮力，并能用测力计测出浮力大小;利用浮力实验数据发现浮力规律;使用弹簧测力计测量浮力大小，利用数据对比分析浮力现象;独立思考、合作探究学习。

学习任务：观看实验视频，独立思考;将矿泉水瓶放入水中感受浮力;测量浮力;思考浮力大小和排水量的关系。

教师本着STEM教育和互联网+理念，制作趣味性、个性化教学课件;学生从班级群下载浮力实验视频，打开学习思路。

（三）教学过程

1.情境导入

在“水的浮力”教学中，为了激发学生的学习兴趣，教师引入生活中的实际案例作为情境，用多媒体课件演示“不会游泳的人为什么在死海不会被淹死？潜水艇为什么能在水中沉浮自如？”并为学生引出问题：

拧紧的空矿泉水瓶压人水中，手会有什么感觉？释放矿泉水瓶后，瓶会怎么样？

学生通过观察生活现象，思考问题，对水的浮力产生“沉浸感”，尤其在问题情境中尝试实验体验，激发探究兴趣。教师提出探究问题。

2.合作探究

學生在课前自学时，反馈的困惑共性问题在任务四，教师通过实际操作浮力实验，给学生梳理实验操作步骤，并进行任务四讲解，学生懂得浮力产生的原因。

教师安排各小组制定水的浮力实验，学生合作分工，综合运用STEM教育跨学科知识制作实验，进行探究实践。学生观察矿泉水瓶在水面的情况，并用手指将矿泉水瓶压人水中，感受水的浮力，观察水面变化。然后测量浮力，引导学生分析受力情况，总结弹簧测力计测量浮力大小的方法。最后，各小组控制不同的变量，探究观察实验，写出实验步骤，记录实验数据，比较实验方案，得出浮力产生的原因。

在浮力产生的原因实验分析中，教师结合使用多媒体课件，为学生演示实验中水容器的表面均受到压力，左右两侧的压力关系、前后两侧的压力关系、上下两面的压力关系，考虑到学生肉眼看不到，通过制作多媒体课件，慢动作演示，让学生明白上下两面的压力差就是液体对物体的浮力。

3.实践体验

各小组完成水的浮力实验后，将实验材料上传班级群平台，小组代表发言总结，演示操作实验，说明实验假设条件、实验条件、实验方案、实验数据和实验结论。然后，其他小组成员观看体验小组实验展示。各小组边交流，边对比实验探究，总结结论和不足，体验实验探究的成就感。

4.多元评价

教学评价需要对学生的表现过程评价，包括学生组内协作、信息素养和科学案养、自我反思等方面的评价，以及实验作品的评价，还包括实验方案、实验技术和效果、实验创新等方面的评价。

课下教师和学生一起反思，总结课堂不足，对实验进行完善，梳理实验方案和步骤，完成对素养的提升。

STEM教育是将科学、技术、工程和数学跨学科整合的创新教学理念，其核心是通过跨学科融合教学，培养创新型人才。初中科学STEM教育创新中，采用互联网+教学方法，更方便进行科学教学，课前获取优质教学资源，课堂中教材、互联网+、实验不断碰撞，促进科学知识有效内化，积极探索智慧科学课堂，进行完整的初中科学STEM教育。

参考文献：

[1]常咏梅，张雅雅.基于STEM教育理念的教学活动设计与实证研究[J].电化教育研究，2018，39（10）：99-105.

[2]黄桦.基于STEM教育理念的科学教学[J].教学与管理，2018（21）：115-118.

[3]倪玲燕.STEM视野下的初中科学课堂开发[J].中学教学参考，2019（3）：88-89.

编辑 李建军